统一介观尺度颗粒悬浮液的剪切变稀行为

含有中等尺度颗粒[尺寸从 $O(10^2)\ \text{nm}$ 到 $O(10)\ \mu\text{m}$]的悬浮液流变学引人入胜，因为尽管中等尺度颗粒的热涨落（布朗运动）可以忽略不计，但广泛观察到显著的非牛顿行为。本文中，我们表明此类系统的线性本构关系失效是由于流动诱导的颗粒聚集，这源于固有的颗粒间相互作用，例如弱粘附的范德华相互作用。这解释了在稳态和振荡剪切流中流变性质的时间演化。我们提出了一个无量纲数，用于衡量剪切流中流体动力学相互作用相对于颗粒间相互作用的重要性，通过该无量纲数，可以统一描述具有不同颗粒尺寸、颗粒浓度以及流动条件的悬浮液的非线性本构关系。这项研究弥合了微观与宏观尺度悬浮系统之间的差距，并使中等尺度悬浮液的流变学变得可预测。